张力减径的工艺原理及主要问题

δ1、δ2、δ3……δn-1、δn 式中 n——工作机架数目。 假设平均压下量为δ，则
δ1=1/2δ，δ2=δ3……δn-2=δ δn-1=1/2δ，δn=0 对于任一机架相对压下量为
δ1=Di-1-Di/Di-1×100% Di=Ai+Bi/2 式中 Di、Di-1——为孔型平均直径； Ai——孔型高度； Bi——孔型宽度； 根据相对压下量公式可写出： Di=Di-1(（1-δi）
当 i=1 时，Di-1 为来料外径，即为斜轧延伸以后的外径 Dp，则 Di-1=Dp 利用此式和前述所确定的平均压下量，可写出一系列等式：
D1=Dp（1-1/2δ）≈Dp（1-δ）0.5 D2=D1（1-δ）≈Dp（1-δ）1.5 ………………
Dn-1=Dn-2（1-1/2δ）δ=Dp（1-δ）n-2.5 Dn=Dn-1=Dp（1-δ）n-2 由此可得到相对压下量
（4）张力减径的延伸系数为 6--9，可以生产长达 165m 的钢管。 张力减径的缺点： 张力减径的缺点是张力减径轧制中，钢管中间部分的管壁受到张力作用而 减壁，头尾两端的管壁由于受不到张力或受到的张力由小变大， 出现增厚段， 这增厚部分超过公差，需切掉，增加了头尾的损失，所以要求一般进入张力 减径机的管子来料长度要足够长，在经济上才合理。管理计算机和过程控制 机的投入使用，使张力减径机管端增厚控制 CEC 得以实现，这样能在更大程 度上满足工艺的要求，为张力减径生产的高产、优质、低消耗开阔了更加广 阔的前景。在广泛应用的连轧管机后面配置一台张力减径机作为成型机组， 即可满足连轧管机的产量要求，又可解决产品规格的要求，这样用一种或两 种连轧毛管即可生产出几百种不同规格的热轧管。这标志着钢管生产的最新 发展方向，使无缝钢管生产实现大 型化、高速化和连续化。张力减径机已经 在几乎各类轧管机组和中小型焊管机组上得到广泛的应用。 3.2：三辊定径、减径机减径与二辊定径减径机相比 （1）机架间距；三辊式定径减径机机架间距比二辊式定径、减径机间距 小，但机械结构复杂。 （2）单机架变形量；与二辊定径、减径机相比，三辊式定径、减径机每 个轧辊轧制变形量小，管端增厚长度小、切头切尾量少、金属损耗少。 （3）钢管质量：三辊式比二棍式定径 、减径机轧辊孔型周边的速度差小， 从而减少轧辊与钢管的相对滑动，轧辊较小。沿周向每个轧辊型与钢管接触 弧长较小，这使周向上所受的变形力比较均匀，金属变形时的流动趋于均匀， 从而可以减少横向壁厚的不均匀程度。三辊式定径、减径机与二辊式定径、
管，直径偏差较小，椭圆度较小，直度较好，表面光洁。定径机工作机架数 目较少，一般为 3--12 架总减径率约为 3%到 7%，增加定径机架数可扩大产品 规格，给生产带来方便，新设计车间定径机架数一般都较多。
直径小于 60mm 的钢管，很难由轧管机轧成，而需要经过减径工序。静静 除具有定径相同的作用外，还要求有较大的减径率，以实现大管料生产小口 径钢管的目的，也可用来生产异型管。减径机的机架数一般较多，一般为 5 到 24 架。减径机有两种形式：
张力减径机的工艺原理及主要问题
摘要：简介了三辊定径机定径和减径的作用及形式，提出了定减径机工 作时常出现的问题，进行了三辊定减径机和两辊定减径机的比较。
关键词：定减径机；壁厚；斜轧；张力 引言: 在无缝钢管生产的三大机组——穿孔机组、轧管机组、定减径机组 中，人们一直十分关注轧管机的研究，先后开发出自动轧管机组、顶管机组、 新型顶管机组（CPE）、三辊轧管机组、连轧管机组（包括浮动芯棒 MM、限动 芯棒 MPM 和半浮动芯棒连轧管机组等）、AccuRoll 轧管机组、改进型三辊轧管 机组。但对于穿孔机组，仅在 20 世纪 80 年代初才提出菌式穿孔机。而定减 径机一直使用二辊式和三辊式，直到 20 世纪 90 年代初才提出三辊可调式定 径机技术。新型三辊可调式定径机技术是为满足现代钢管生产高效、优质、 低耗的要求而开发的，它的开发成功也为无缝钢管的生产注入新的活力。 1 张力减径机技术的发展 张减工艺主要特点是边连续多机架二辊或三辊无芯棒纵轧，采用适当的孔 型系使毛管外径减缩，通过机架系列中轧辊速比的调节获得预定的壁厚变化。 20 世纪 40 年代无缝管机组被美国和西欧所用，这时的张减机都是二辊式， 到了 20 世纪 50 年代，西德曼乃斯曼公司成功地奕用了三辊式张力减径机， 从而代替了二辊式。 2 张力减径机的作用 定径的目的是在较小的总减径率和小的单机减径率条件下，将钢管轧成一定 要求的尺寸精度和真圆度，并进一步提高钢管外表面质量。经过定径后的钢
减径机相比，生产的钢管外径圆度较好。 （4）机架布置：三辊式定径、减径机轧辊交叉 60°，使轧机结构简化，
便于布置。 （5）张力的建立：三辊式定径、减径机轧辊数目多，则轧制时对钢管的
曳入性能较好，可在较短的咬入钢管长度上建立足够的张力。 （6）可调整性：二辊式定径、减径机容易实现在线孔型尺寸的调整，以
（1）一般微张力减径机，作用就是减缩管径，生产机组不能轧制或加工 起来很不经济的规格；
（2）张力减径机，作用不但减缩管径的外径，而且可以减小钢管的壁厚， 既减径又减壁，使机组产品进一步扩大；并可适当加大来料的重量，提高减 径率轧制更长的产品。
2.1 张力减径机的形式 定径机的形式很多，按辊数可分为二辊、三辊、四辊式定径机；按轧制方 式分为纵轧定径机和斜轧定径机。斜轧定径机一般多配在三辊斜轧管机组中。 斜轧回转定径机的构造与二辊或三辊斜轧穿孔机相似，只是辊型不同。与纵 轧定径相比，斜轧定径的钢管外径精度高，椭圆度小，更换规格品种方便， 不需要换辊，只要调整轧辊间距即可；缺点是生产率低。 减径机的形式很多，按辊数可分为二辊、三辊、四辊式减径机。按机架 张力大小可分为两种形式： （1）微张力减径机，减径过程中壁厚增加，横截面上的壁厚均匀性恶化， 所以总减径率限制在 40%到 50%；
满足标准、规范对外径偏差的要求，而三辊式定径、减径机一般不能实现在 线孔型尺寸的调整。现在广泛采的是三辊式径、减径机。
3.3：张力径机的孔型 在张减孔型设计时，主要考虑的因素是不要产生容易出现的几种轧制缺 陷，即内多边形，壁厚不均，外表面纵向轧痕及外表面折叠，根据经验，一 般认为轧制缺陷支下面趋势有关随着壁厚/直径比（s/d），总减径率 P∑孔型椭 圆度 a 的增大，内多边形的趋势增加，随着单架减径 P∑的增大壁厚不均也增 大，轧制薄壁管金属容易挤入辊缝形成纵向轧痕，由此人们得出结论：薄壁 管应在椭圆孔型中轧制，厚壁管应在圆孔型中轧制（在 s/d，9%~12%时，必 须用圆孔）所谓椭圆孔型系指 ai-bi-1＞0，而圆孔型系指 ai-bi-1＜0。 孔型的几何参数有： A—孔型高度； B—孔型宽度； C—孔型顶部圆弧半径 按下式计算：R=A2+B2/4A E—偏心距，按下式计算：E=B2-A2/4A
包头钢铁职业技术学院学生毕业论文 论文题目： 张力减径的工艺原理及主要问题
专 业： 班 级： 学 生： 指导教师： 日 期：
冶金 冶金一班 李咏光 魏宁 2010 年 3 月 31 日
目录
摘要 ……………………………………………………………… 1 关键词 …………………………………………………………… 1 引言 ……………………………………………………………… 1 1 张力减径机技术的发展 …………………………………… 1 2 张力减径机的作用 ………………………………………… 1 2.1 张力减径机的形式 ………………………………………… 2 3 钢管定径、减径的工艺原理………………………………… 3 3.1 张力减径的优点、缺点 …………………………………… 3 3.2 三辊定径、减径机减径与二辊定径减径机相比…………… 4 3.3 张力径机的孔型……………………………………………… 5 3.4 张力减径机与微张力减径机的不同 ……………………… 8 3.5 管材热扩径方法 …………………………………………… 8 4 张力减径时管端偏厚的原因 ………………………………… 10 4.1 影响张力减径机管端增厚的因素 ………………………… 10 4.2 影响管内多边形的因素 …………………………………… 11 结语 ……………………………………………………………… 11 参考文献 ……………………………………………………………12
量：
………… Dn-2=Dn-3（1-δ） Dn-1=Dn-2（1-1/2δ） Dn=Dn-1
3.4：张力减径机与微张力减径机的不同 张力与微张在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据 不同的条件和要求，选择的工艺参数（张力系数）不同而已。 张力减径一般 机架数多，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单机最大减径率大于 6.0%， 总减径率可达到 80%以上。但同时它的切头损失也非常大，因此张力减径机适 合于荒管长度 20m 以上的热轧无缝钢管机组。 微张力减径的机架数相对小，过去单机最大减径率不超过 3.5%，总减径 率小于 35%。由于张力系数不大于 0.5，只能实现等壁活减壁减劲，因此切头 损失比张力减径大大减少。同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方” 可控制在较好水平。因此微张力减径机比较适用于荒管长度 不大于 15m 的热 轧无缝钢管机组。 3.5 ：管材热扩径方法 随着工业技术尤其是石油与化学工业的发展，大直径无缝钢管需求量逐年 增加，尽管大型周期式轧管机组与顶管机组可以生产一部分大直径，但其设 备庞大，一次性投资高，且生产大直径薄壁管在技术上还有一定困难。管材 热径方法主要有以下几种： （1）斜轧热扩径在斜轧扩管机上进行。斜轧扩管机有两个装在箱型机架
公式：
式中 Dp——来料外径（即延伸轧制后的毛管外径）； Dn——成品管热状态下的平均外径，可用下式求出： Dn=（1+a）D0=（1.013~1.017）D0 式中 a 金属热膨胀系数；
t 轧制温度；
D0 常温下成品钢管的外径。
孔型尺寸的计算方法： 1、计算平均相对压下 2、计算各架平均直径
D1=Dp（1-1/2δ） D2=D1（1-δ） D3=D2（1-δ）